汛期单站暴雨指标在预报暴雨落区中的应用与思考毕业论文

汛期单站暴雨指标在预报暴雨落区中的应用与思考 摘要：在有利于强对流天气产生的条件下，暴雨的中心落区和量级的预报历来是我们预报的难点，有时更是无从把握。今年主汛期赣南出现了罕见的11场暴雨(或大暴雨)天气过程。安远5月16日的大暴雨、6月21日的大到暴雨过程，在上级台指导未报大雨到暴雨的情况下，我们利用单站暴雨指标成功订正出大到暴雨天气，在第一时间及时为当地政府防灾、减灾决策提供了准确的气象信息。由此引发了我们对县级台站在上级台对大形势的正确分析指导下，如何利用本站8点和14点压、温、湿的变化值与暴雨形成所提取的特殊变量关系的暴雨指标，进行县站灾害性天气订正预报。本文就我站对两次暴雨天气的成功订正，所用预报方法进行技术分析和归纳总结，为提高暴雨单站指标利用率，减少暴雨漏报做一些参考，为县站订正预报在方法和工具应用上提供一些成功的应用实例、对上级台指导预报结论下县站的订正预报思路进行进一步探讨。关键词：暴雨指标 预报落区 应用1、引言：2010年5月5日开始到6月28日，赣南先后出现了罕见的11场暴雨，部分大暴雨降水过程。较典型的过程有6月21日安远县暴雨灾害；5月6日寻乌县大暴雨，局部特大暴雨；5月7日定南县鹅公镇特大暴雨致灾山洪；6月15日会昌县城大水进城。暴雨、强降水造成了部分县（市）严重的洪涝和地质灾害。这段时间的暴雨过程具有明显的中尺度特征，突发性强、强度大且分布不均。具体系统体现在副高脊较稳定维持在15N左右，赣南处副高边缘北侧，西南暖湿气流源源不断向赣南输送，水汽非常充足，中低纬度多南支槽东移，一旦受高空低槽东移、低层切变和地面静止锋南压影响，常造成赣南带状暴雨或大暴雨区，强降水落区较集中。我们在实践中发现，每次暴雨来临前，本测站的压、温、湿都与平常变值有明显差异。如24小时内湿度突然强升，其变值在7.4以上，快速形成湿中心，属强增湿类暴雨信号；或低槽移近时的强降压类暴雨信号，或台风关健区的超低压类暴雨信号。本文希望通过对安远县5月16日大暴雨、6月21日暴雨的成功订正预报个例进行分析总结，来认识和重视单站压、温、湿的特殊变化值对暴雨预报的重要启示作用，也为今后县站的暴雨订正预报提供一些有价值的经验材料。2、安远县5月16日暴雨天气过程1.1、过程实况受前倾槽东移和切变南压影响，2010年5月16日20安远县普降大暴雨，降水强度大、持续时间长。安远县城61.1毫米，孔田39.5毫米，龙布58.7毫米，版石63.3毫米，塘村42.7毫米，长沙46.7毫米，凤山39.7毫米，重石58.2毫米，三百山34.8毫米，镇岗47.2毫米，鹤仔39.8毫米，新龙58.4毫米，车头60.0毫米，蔡坊54.4毫米，双芫52.9毫米，浮槎44.6毫米，天心53.9毫米。图1（2010年5月16日日雨量图）此次暴雨降水生命史短，影响范围广，强度大。因全县前期少雨，有效减轻了干旱，全县无乡镇受灾。1.2天气形势演变特征15日08时850mb、700mb、500mb图上赣北有一切变，赣南在切变前表现为强盛的西南气流，地面图上西南有个低压。到16日08时850mb、700mb、500mb图上，中低层切变表现为南压，西南低压加深为西南低涡且略东移，在站点上空表现为更加一致的西南急流。见实况图图2（2010年5月16日地面天气图） 图3（2010年5月16日850百帕天气图） 图4（2010年5月16日700百帕天气图） 图5（2010年5月16日500百帕天气图）1、3本站指标本次大暴雨过程套用的指标是5月份低压、高湿类暴雨指标。1.3.1指标条件 讯号：P-(E-T) 24 -10.0 起报条件：8点和14点：(E-T)>1.1，14点：P6 <-1.0，E24 >4.0；消空指标：P-(E-T) <972.0 ；若满足以上条件则本县24小时到48小时内有暴雨或大暴雨。注：5月份低压、高湿类暴雨指标是从1958年(建站)到2010年1674个个例中筛选出的标准,共有41天达该类暴雨讯号，经消空和起报条件的限制，仅有3天完全符合暴雨指标条件，实况：3个个例24到48小时内测站均出现了暴雨或大暴雨降水天气，无空、漏雨报,历史拟合度达100%。1.3.2指标套用5月16安远站P- (E-T) 24-10.5，达暴雨讯号；8点：E-T=1.3，14点：E-T=1.2，P6= -1.1，E24=4.8 ，P- (E-T)14971.3要素符合暴雨指标起报条件，则可预报未来24到48小时内安远县将有暴雨或大暴雨天气产生。1.3.3比较站点套用5月15日我们在赣南北部和西部各选了一个站点作同一指标套用比较：赣南北部县：兴国站P- (E-T) 24-0.1，未达暴雨讯号；赣南西部县：崇义站P- (E-T) 24-9.2，未达暴雨讯号；兴国站5日20点到6日20点24小时雨量：35.4mm；崇义站5日20点到6日20点24小时雨量：14.7mm。1.3.4订正预报5月16台指导预报：今晚到明天赣中、赣南有中到大雨或雷雨，局部大到暴雨； 市台指导预报：安远有中到大雨主要大到暴雨区在赣南西部和北部。安远县处于赣南东南部，是地台预报大到暴雨的排空区。从省市台指导预报看，赣南将处在天气尺度意义上的暴雨区中。5月16点和14点本站要素所反映的压、温、湿条件非常有利于暴雨天气的产生，套用指标完全符合条件，从高低空形势场和本站要素都一致反映本县可能有大到暴雨降水过程。我们果断发布未来24小时有大到暴雨天气。虽然实况明显比预报量级大，但在随后的滚动预报中，根据雷达回波及中尺度等资料，我们及时加大预报量级开展服务，取得了良好的服务效果。3、安远6月21日暴雨过程2.1过程实况受中低层低涡东移，切变南压影响。21日我县中南部乡镇普降暴雨到大暴雨，特别是鹤仔镇降雨量达到193MM，镇岗乡降雨量166.9MM，孔田镇164.2毫米，凤山乡降雨量160.2MM，全县降雨量超过100毫米的有9个乡镇。为有气象记录以来，影响范围特大的暴雨过程。安远00000000034291783213139163214165143120141397孔田000000061810644222027668910013415515611614111642龙布000000013194828014421003204417245350版石0000000001114118715212192239005112129523高云山00000005291174208929483155130171143271681282塘村0000000414715100102543817239257370长沙00000000061381517944856271553375385凤山0000000200514547180520159152135198778933941602重石00000000512331264240030205502620256三百山00000005064729925129966311913512016512410211472镇岗0000000411125147698513178111164198588310711669鹤仔00000000232358552601429154109213176139809301930新龙000000007244249782011310616588104419111109车头00000000213232657241951811124600431812770蔡坊0000000021012913267722614301303351218410双芫00000003181547101431211716622306229浮槎000000016139130060769137667175374天心00000000074423341382124700372213271欣山00000000033452055317120174200148172418111317 图6（2010年6月21日20时降水实况表）2.2天气形势演变特征2.2.1中低层切变本次过程中，中低层低涡由湖南东移入我省。20日20时中低层切变位于湖南道县-江西新干-德兴一线，21日08时中低层切变南压至我省大余-兴国-铅山一线维持，呈东北西南向斜压状。造成西南气流强盛，为降雨提供大量的水汽支撑。2.2.2强盛的西南气流由于中低层切变呈东北西南向斜压状，在切变前表现为强盛的西南气流，在赣南犹为明显。这是一支高效的水汽、热量和动能的输送带。它不仅为这次大暴雨过程天气过程提供大量的水汽，使低层大气增湿，形成湿对流不稳定层结。它所产生的扰动，为系统提供了大量动能。 图7（6月20号20点850hpa） 图8（6月20日700hpa） 图9（6月21日08时850hpa） 图10（6月21日08时700hpa）2.3本站及比较站点指标14点本站E24变值达7.6，要素出现异常强增湿，并且要素变化组合符合强增湿、降压类大到暴雨指标，与本站邻近的会昌站也出现了异常的强增湿，考虑本县产生大到暴雨可能性非常大。2.3.1指标条件本次暴雨过程套用的指标是6月份强增湿、降压类大到暴雨指标： 讯号：E24 >7.4起报条件：4天内 P- (E-T) -10.0P- (E-T) <973.2 ；14点：P24 <0 (若14点T<25，则P24可>0)，消空条件：（1）14点风向偏南；（2）6月25日后出现讯号；（3）T824.5（若T1424.5，T8可24.5）；注意事项：P- (E-T)连降天数应在4天之内。符合起报条件，则24到72小时内将有大到暴雨。注：6月份强增湿、降压类大到暴雨指标是从1958年(建站)到2010年共1620个个例中筛选出，有8个个例达该讯号，经消空和起报条件的限制，仅有4天完全符合大到暴雨指标条件，实况：4个个例未来24到72小时内测站均出现了大到暴雨降水天气，无空、漏报，历史拟合度达100%2.3.2指标套用安远站6月20日本站要素反映：E24=7.6，达讯号；6日 P-(E-T) =985.4，9日 P- (E-T) =971.3，4天内（9日-6日）：P- (E-T) =971.3-985.4= -14.1；14点P24=-0.2，T14=23.1其余要素变化均符合起报条件，未被消空，未来24到72小时内本县将有大到暴雨产生。2.3.3比较站点套用6月20日我们在赣南北部和西部各选了一个站点作同一指标套用比较：赣南北部县：兴国站E243.8，未达大到暴雨讯号；赣南西部县：崇义站E245.9，未达大到暴雨讯号；实况：兴国站6月9日20点到6月10日20点24小时雨量0.0mm；崇义站6月9日20点到6月10日20点24小时雨量1.2mm。此外我们还用同一指标套用了邻近的会昌、寻乌两站数据，会昌E24=8.9，寻乌E24=8.8，达大到暴雨讯号(两县与安远邻近的乡镇均达暴雨)这是由本站大到暴雨指标成功订正指导预报对局地暴雨漏报的又一天气个例4、结论与思考：1、2010年5月16日从形势场上看整个赣南都处切变南侧高湿区，同一低槽东移和切变南压的情况下，只有赣南南部出现暴雨或大暴雨，说明单站下垫面的压、温、湿起到非常重要作用，作为综合反映下垫面天气状况的暴雨指标，是否可以作为预报员对将要产生的暴雨(大暴雨)天气落区的一个重要参考信号指标。2、2010年6月21日从安远、会昌南部乡镇和寻乌县中北部乡镇暴雨天气实况来看，属赣南局部暴雨过程，大的形势场不利于大范围暴雨产生，但寻乌、会昌和安远县下垫面气象要素出现异常反映，安远站要素变化值符合6月份强增湿降压类大到暴雨指标，实况安远县附近出现部分暴雨，而西部崇义和北部兴国均未出现大到暴雨起报讯号，实况也没有出现大到暴雨，再次证明单站指标对局地暴雨产生的重要预警作用。3、暴雨(大暴雨)天气过程的出现，要有天气尺度的环流形势为背景，还要有中小尺度场和下垫面气象要素的密切配合。目前的天气预报手段，主要以各家的数值预报结论为客观依据，结合预报员的经验判断，但实践运用中发现数值模式还不可能完全反映实际的大气运动状态，因此空报、漏报的情况还时有发生。单站暴雨指标是从建站以来的历史资料中提练总结出来的，历史拟合度较高，反映的是县城单站下垫面的大气物理状况，在早期的天气预报中曾经发挥过重要作用，但在现代预报手段进入实际工作后，曾一度被忽视。从我站以上两个成功订正个例应用，证明单站暴雨指标在实际预报工作中的价值。县站预报值班员利用单站指标进行订正预报，在县站实际工作中操作简单实用，也相对较好把握；对地区预报员来说也多了个提高局部县站暴雨落区的理由，我们认为单站暴雨指标将成为暴雨预报向精、细化发展思路上的一种重要辅助工具和手段。参考文献1陶诗言.中国之暴雨M.北京:科学出版社,19802谭凌志.试用单站能量和高空资料作暴雨短期预报J;广西气象;1992年02期3黎惠. 融安县汛期暴雨气候特征及单站短期预报方法J;广西气象 1999年04期 4任敏,陈焱,璩英.安徽暴雨落区与一些物理量关系的统计分析J;气象;2006年04期5廖铭燕.可降水量结合地面观测要素做暴雨开始和结束预报J;广西气象 2007年01期